起重机运动机构参数优化设计

论文摘要

门座起重机是一种重要而又具有代表性的旋转类型的有轨运行式起重机,广泛应用于港口、码头货物的机械化装卸,是实现生产过程机械化不可或缺的重要设备。四连杆结构是门座起重机的核心机构,负责起重机的起升和变幅运动。为了保证吊重沿水平线或接近水平线方向移动,变幅机构的设计多采用组合臂架补偿法,即采用组合臂架补偿法对四连杆的结构参数选择进行优化。本文在浙江大学与上海港机重工有限公司的合作项目“门座起重机四连杆结构分析系统”的研究工作的基础上,根据门座起重机安全校核,起重效率等的需求,针对港机厂目前门机使用的状况,对门机的臂架系统和平衡系统的优化,做了若干研究工作。本文的主要研究内容如下:1、归纳了对臂架平衡系统影响的各个结构参数,确立各参数之间的数学关系和约束条件,并据此推导出最优化方程。2、应用最优化理论的相关原理,对比了不同方法的优化效果,最终确定了实用高效的优化方法—坐标轮换法。3、软件实现了四连杆机构的最优化系统的设计,并应用于实际的生产。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 第1章 绪论
• 1.1.问题的提出
• 1.1.1.门座起重机及四连杆机构概述
• 1.1.2.工程背景
• 1.1.3.传统设计方法
• 1.2.研究的目的和方法
• 1.2.1.本论文的内容
• 1.2.2.问题的解决
• 第2章 最优化设计方法概述
• 2.1.最优化问题的数学模型
• 2.2.最优化问题的算法
• 2.2.1.图解法
• 2.2.2.迭代法
• 2.3.最优化规划问题简介
• 2.3.1.线性规划
• 2.3.2.非线性规划
• 2.3.3.多目标规划
• 2.4.最优化问题的程序设计方法
• 第3章 臂架系统方案设计
• 3.1.臂架系统参数说明
• 3.2.初始方案计算
• 3.3.各计算幅度及臂架与水平线夹角
• 3.4.落差、力臂、力矩、象鼻梁头部水平速度的计算
• 3.4.1.落差计算
• 3.4.2.臂架下铰点的力臂、力矩计算
• 3.4.3.象鼻梁头部最大水平水平速比计算
• 3.5.目标函数的建立和约束条件的处理
• 3.5.1.常用的最优化方法
• 3.5.2.坐标轮换法
• 3.5.3.惩罚函数法
• 3.5.4.目标函数的建立
• 第4章 优化设计实现
• 4.1.总体方案设计
• 4.1.1.臂架系统初始方案设计
• 4.1.2.约束条件子程序STF（TF,SO,RPO）
• 4.1.3.臂架系统优化计算目标函数
• 4.2.整体优化系统的搭建
• 4.2.1.开发平台和开发工具
• 4.2.2.用户管理界面的设计
• 4.2.3.各功能模块介绍
• 4.3.实例计算
• 第5章 总结和展望
• 5.1.总结
• 5.2.展望
• 参考文献
• 附录:作者攻读硕士学位期间科研工作情况